今天咱們聊個大新聞——中國科學(xué)家又在高溫超導(dǎo)領(lǐng)域搞出大動靜了!這次的主角是薛其坤院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì),他們整了個“常壓鎳基高溫超導(dǎo)”的突破性發(fā)現(xiàn),直接把鎳基材料送上了國際科學(xué)熱搜榜,還登上了頂級期刊《自然》雜志27。
一、“零電阻跑車”開上常溫高速路
超導(dǎo)材料就像電力傳輸?shù)摹傲阌秃呐苘嚒保娏髋艿蔑w快還不損耗能量。但過去這車只能在“極寒天氣”(零下200多度)開,科學(xué)家們?yōu)榱俗屗茉凇俺亍毕屡埽垓v了快四十年。這次中國團(tuán)隊(duì)搞的鎳基材料,在常壓下就能實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)(突破40K的“麥克米蘭極限”),成了繼銅基、鐵基之后第三類能常溫“飆車”的材料體系,直接把國際超導(dǎo)圈炸了鍋。
二、搭原子積木的技術(shù)狠活
要搞出這種新材料可不容易。團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了“強(qiáng)氧化原子逐層外延”技術(shù),相當(dāng)于用比傳統(tǒng)方法強(qiáng)上萬倍的氧化能力,像搭納米級積木一樣,把原子一層層精準(zhǔn)堆疊起來。這技術(shù)不僅解決了氧化物薄膜的“缺氧”難題,還順帶給寬禁帶半導(dǎo)體等材料研發(fā)打了樣,妥妥的“一箭多雕“。
三、中美科研“撞車”的戲劇性
有意思的是,美國斯坦福團(tuán)隊(duì)幾乎同時搞出了類似成果。但咱中國團(tuán)隊(duì)全程用國產(chǎn)儀器,硬是靠獨(dú)創(chuàng)的薄膜生長技術(shù),造出了晶體質(zhì)量更高的材料。這種“獨(dú)立研發(fā)卻相互印證”的劇情,簡直像科幻大片里的平行實(shí)驗(yàn),連外媒都直呼“中國超導(dǎo)進(jìn)入第一梯隊(duì)”。
四、超導(dǎo)界的“三足鼎立”來了
過去銅基材料是超導(dǎo)圈的頂流(臨界溫度最高達(dá)130K),鐵基材料后來居上,這次鎳基的加入直接讓材料界“三巨頭”湊齊。更關(guān)鍵的是,鎳和銅在元素周期表上是鄰居,但鎳基超導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)條件過去苛刻到令人發(fā)指——要么只能在薄膜里勉強(qiáng)導(dǎo)電,要么得靠高壓環(huán)境硬撐。這次常壓下的突破,相當(dāng)于給超導(dǎo)機(jī)理研究開了扇新窗戶。
五、從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)實(shí)的想象空間
雖然離實(shí)際應(yīng)用還有距離,但想象空間已經(jīng)拉滿:未來電網(wǎng)可能告別輸電損耗,磁懸浮列車成本大降,量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力說不定還能再翻倍。更現(xiàn)實(shí)的是,這次技術(shù)突破讓我國在超導(dǎo)材料自主產(chǎn)業(yè)鏈上搶到了先手,要知道現(xiàn)在全球95%的超導(dǎo)市場還被低溫材料霸占,高溫超導(dǎo)的商業(yè)化剛起步,這波操作直接給中國科技公司發(fā)了張VIP入場券。
總之,這次突破不只是發(fā)篇論文那么簡單,它像顆深水炸彈,既炸開了超導(dǎo)機(jī)理研究的迷霧,又給未來科技革命埋下了種子。難怪連吃瓜網(wǎng)友都說:“原來科幻片里的黑科技,真有人在地球上搞研發(fā)啊!”
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